[发明专利]一种基于机器视觉的运动装置标定方法及其装置

说明书

本发明实施例提供了一种基于机器视觉的运动装置标定方法及装置，所述方法包括：Marker点群的检测；运动装置平面方程参数的估计；对运动装置的速度和运动方向进行估计；输出运动装置的速度，运动方向，平面方程参数。本发明通过利用获取物体立体视觉的信息，精确地标定并估算出运动装置的各类参数，估计精度高，从而极大提高了码垛或分拣的效率和精度，该方法使用简单，能极大的提高效率。

技术领域

本发明涉及工业机器视觉领域，尤其涉及一种基于机器视觉的运动装置标定方法及其装置。

背景技术

近年来，随着视觉技术在工业应用中的蓬勃发展，视觉技术也从2D向3D转变，主要受益于3D视觉技术的测量/识别精度和运行效率的快速提升，以及工业应用需求的迫切需求。运动装置的视觉标定是所有视觉技术在工业领域应用基础，其标定精度决定了其应用范围。

在工业机器视觉领域中，经常需要对运动装置进行标定。目前，在运动装置的标定问题中，主要需要标定运动装置的速度、方向以及运动装置所在的平面。现有通常采用的方法有机械标定法和视觉标定法。机械标定法主要采用相对/绝对编码器，并配合机械臂进行标定。但在没有机械臂情况下，将无法实现对运动装置进行标定。现有的视觉标定方法中，通常采用单目视觉的标定方法。这种标定方法精度会受到一定的限制，主要原因是采用PnP(Perspective-n-Point，n点透视)进行估计标记点的三维空间信息较为困难，并且获取的三维精度不高，导致标定的误差较大，在高速的运动装置中受到应用的限制。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于机器视觉的运动装置标定方法及其装置，用来解决现有在没有机械臂情况下无法实现对运动装置的标定以及标定精度不高，误差较大的问题。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

本发明的第一方面提供一种基于机器视觉的运动装置标定方法，该方法包括步骤：

Marker点群的检测；

运动装置平面方程参数的估计；

对运动装置的速度和运动方向进行估计；

输出运动装置的速度，运动方向，平面方程参数。

在一些实施例中，所述Marker点群的检测步骤包括：

初始化参数，设置点群组为空G＝{}，设置标识符为FLAG＝0，点群组计数变量i＝0；

同步触发左右双目相机拍照，获取图像对

其中，t_i表示第t_i时刻的时间，单位为秒；和分别表示第t_i时刻从左相机获取的灰度图像和右相机获取的灰度图像；

分别检测图像和中的Marker点群；如果两幅图像均检测到两组Marker点群，则分别记为和

根据点群和利用立体相机的三角测距原理，计算其对应的相机坐标系下的坐标分别记为和

在一些实施例中，所述运动装置平面方程参数的估计步骤包括：

计算左相机坐标系下的运动装置平面中心点；左相机坐标系下的中心点C^left＝(cx^left，cy^left，cz^left)的计算公式为：

K，N，n属于自然数，分别表示n点在左相机坐标系下的坐标；

估计左相机坐标系下的平面方程参数，包括：

对左相机坐标系下的所有检测到的Marker点去中心化后的点得到：